Question

【題目】某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、液氨、氯化銨為原料，在活性炭催化下合成了橙黃色晶體X。為測定其組成，進行如下實驗。

①氨的測定：精確稱取wgX，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品溶液中的氨全部蒸出，用V1mLc1mol·L—1的鹽酸溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶，用c2mol·L—1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl，到終點時消耗V2mLNaOH溶液。

②氯的測定：準確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現磚紅色沉淀不再消失為終點（Ag2CrO4為磚紅色）。

回答下列問題：

（1）裝置中安全管的作用原理是_________。

（2）用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時，應使用_____式滴定管，可使用的指示劑為________。

（3）樣品中氨的質量分數表達式為____________。

（4）測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗，若氣密性不好測定結果將___（填“偏高”或“偏低”）。

（5）測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是___________；滴定終點時，若溶液中c(Ag＋)=2.0×10—5mol·L—1，c(CrO42—)為______mol·L—1。（已知：Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10—12）

（6）經測定，樣品X中鈷、氨、氯的物質的量之比為1:6:3，鈷的化合價為______，制備X的化學方程式為____________________；X的制備過程中溫度不能過高的原因是__________________。

Answer 1

【答案】當A中壓力過大時，安全管中液面上升，使A瓶中壓力穩定 堿 酚酞（或甲基紅） (c1V1—c2V2)×10—3×17/w×100% 偏低 防止硝酸銀見光分解 2.8×10－3 +3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 溫度過高過氧化氫分解、氨氣逸出

【解析】

（1）無論三頸瓶中壓強過大或過小，都不會造成危險，若過大，A在導管內液面升高，將緩沖壓力，若過小，外界空氣通過導管進入燒瓶，也不會造成倒吸，安全作用的原理是使A中壓強穩定；

（2）堿只能盛放在堿式滴定管中，酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中，所以用NaOH標準溶液確定過剩的HCl時，應使用堿式滴定管盛放NaOH溶液；NaOH溶液和鹽酸溶液恰好反應后呈中性，可以選擇酸性或堿性變色范圍內的指示劑，甲基橙為酸性變色指示劑、酚酞為堿性變色指示劑，所以可以選取甲基橙或酚酞作指示劑；

（3）與氨氣反應的n（HCl）＝V1×10-3L×c1molL-1-c2molL-1×V2×10-3L＝（c1V1-c2V2）×10-3mol，根據氨氣和HCl的關系式知，n（NH3）＝n（HCl）＝（c1V1-c2V2）×10-3mol，氨的質量分數＝；

（4）若氣密性不好，導致部分氨氣泄漏，所以氨氣質量分數偏低。

（5）硝酸銀不穩定，見光易分解，為防止硝酸銀分解，用棕色滴定管盛放硝酸銀溶液；根據鉻酸銀的溶度積常數可知c（CrO42-）=。

（6）經測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為1：6：3，則其化學式為[Co（NH3）6]Cl3，根據化合物中各元素化合價的代數和為0得Co元素化合價為+3價；該反應中Co失電子、雙氧水得電子，CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、NH3發生反應生成[Co（NH3）6]Cl3和水，反應方程式為2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O；雙氧水易分解、氣體的溶解度隨著溫度的升高而降低，所以X的制備過程中溫度不能過高。

【點晴】

明確相關物質的性質和實驗原理是解答的關鍵，注意綜合實驗設計題的解題思路，即（1）巧審題，明確實驗的目的和原理。實驗原理是解答實驗題的核心，是實驗設計的依據和起點。實驗原理可從題給的化學情景(或題首所給實驗目的)并結合元素化合物等有關知識獲取。在此基礎上，遵循可靠性、簡捷性、安全性的原則，確定符合實驗目的、要求的方案。（2）想過程，理清實驗操作的先后順序。根據實驗原理所確定的實驗方案中的實驗過程，確定實驗操作的方法步驟，把握各步實驗操作的要點，理清實驗操作的先后順序。（3）看準圖，分析各項實驗裝置的作用。有許多綜合實驗題圖文結合，思考容量大。在分析解答過程中，要認真細致地分析圖中所示的各項裝置，并結合實驗目的和原理，確定它們在該實驗中的作用。（4）細分析，得出正確的實驗結論。實驗現象(或數據)是化學原理的外在表現。在分析實驗現象(或數據)的過程中，要善于找出影響實驗成敗的關鍵以及產生誤差的原因，或從有關數據中歸納出定量公式，繪制變化曲線等。